JP2008132448A - 液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法及び液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ペルチェ素子にて液滴の乾燥と液滴吐出ヘッドの冷却を実現し、部品点数の低減
、省資源化を図り環境にも優しい液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法及び液
滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造を提供する。
【解決手段】ペルチェ素子ＰＴは、液滴吐出ヘッド３０の側面３０ａ，３０ｂにそれぞれ
冷却部ＰＴａが当接するように取着されている。そして、ペルチェ素子ＰＴの発熱部ＰＴ
ｂには、熱伝導板４０を連結し、その熱伝導板４０の放熱部４０ｂをグリーンシート４Ｇ
に相対向するように配置した。
【選択図】図４

Description

本発明は、液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法及び液滴吐出ヘッドに設け
たペルチェ素子の取付構造に関する。

従来、液滴吐出装置を使用して機能液を液滴として吐出させて基板上に線状のパターン
を形成することが知られている（例えば、特許文献１）。
一般に、液滴吐出装置は、ステージに載置した基板と、機能材料を含有した機能液を液
滴として基板に吐出する液滴吐出ヘッドと、基板（ステージ）と液滴吐出ヘッドを２次元
的に相対移動させる機構を備えている。そして、液滴吐出ヘッドから吐出させた液滴を基
板表面の任意の位置に配置させる。このとき、基板表面に順次配置される各液滴について
、その液滴の濡れ拡がる範囲が互いに重なるように液滴を順次配置することにより、基板
表面に隙間無く機能液で覆われた線状パターンを形成することができる。

ところで、高精細なパターンを短時間で形成するには、基板に着弾した液滴を短時間で
乾燥させ、次の液滴を着弾させることが好ましい。つまり、基板の温度を上げておき、着
弾した液滴の乾燥速度を上げることである。

しかしながら、液滴吐出ヘッドのノズル形成面と基板との間の距離が非常に狭い。その
結果、上記のように基板を加熱した状態で液滴を吐出して基板上にパターンを形成する際
に、液滴吐出ヘッドは、加熱された基板からの熱で加熱される。その結果、液滴吐出ヘッ
ドから吐出される機能液は加温され粘性が低下、ノズルプレートの熱膨張により、ノズル
ピッチの変動、液滴吐出ヘッド内部に付着した溶液の乾燥等、種々の問題を含んでいた。

そこで、特許文献２では、液滴吐出ヘッド内部に付着した溶液の乾燥の乾燥を抑制する
ために、液滴吐出ヘッドをペルチェ素子にて冷却する技術が提案されている。
特開２００５−３４８３５号 公報 特開２００４−２２３９１４号 公報

しかしながら、特許文献２では、単にペルチェ素子にて液滴吐出ヘッドを冷却するだけ
で、着弾した液滴の乾燥速度を上げ短時間にパターンを形成させることはできなかった。
従って、乾燥速度を上げるためにが、別の加熱手段を新たに設ける必要があり、益々その
構造を複雑にする問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、１つのペルチ
ェ素子にて、乾燥のための液滴の加熱と、液滴吐出ヘッドの冷却とが実現でき、部品点数
の低減、省資源化を図り、環境にも優しい液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方
法及び液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造を提供することにある。

本発明の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法は、機能材料を含む機能液の
液滴を基体に向かって順次吐出させて、前記基体の表面にパターンを形成する液滴吐出ヘ
ッドに設けたペルチェ素子の使用方法であって、前記ペルチェ素子の冷却部にて、前記液
滴吐出ヘッドを冷却し、前記ペルチェ素子の発熱部にて、前記基体を加熱させるようにし
た。

本発明の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法によれば、１つのペルチェ素
子にて、基体に着弾した液滴の乾燥速度を上げるために要求される液滴の加熱と、液滴吐
出ヘッドの冷却とが実現でき、部品点数の低減、省資源化を図り、環境にも優しいものと
なる。

このペルチェ素子の使用方法において、ペルチェ素子は、冷却部をヘッド本体側に当接
し、発熱部を液滴吐出ヘッドに対して同ヘッドの反移動方向側に配置する。
このペルチェ素子の使用方法によれば、液滴吐出ヘッドを基体に対して相対移動させな
がら基体に順次液滴を吐出させるときに、着弾した液滴は、その着弾後に直上を通過する
ペルチェ素子の発熱部によって乾燥される。

このペルチェ素子の使用方法において、前記ペルチェ素子の冷却部はノズルプレートに
当接した。
このペルチェ素子の使用方法によれば、より効率よく機能液を冷却することができる。

このペルチェ素子の使用方法において、前記基体は、その表面温度が吐出時の機能液の
温度以上かつ機能液に含まれる液体組成の沸点未満の温度に、前記ペルチェ素子又は前記
ペルチェ素子とその他加熱手段と協働して加熱される。

このペルチェ素子の使用方法によれば、加熱された基体に着弾した液滴は、基体上で突
沸することなく直ちに乾燥されるとともに、加熱されている基体からの放熱によって加温
される液滴吐出ヘッドの温度上昇を、ペルチェ素子の冷却部にて抑えることができる。

このペルチェ素子の使用方法において、基体は回路素子を実装するとともにその実装し
た回路素子に対して電気的に接続された配線が形成される基板であり、前記液滴吐出ヘッ
ドは、前記液滴を吐出させて前記基板上に前記配線のパターンを形成するものである。

このペルチェ素子の使用方法によれば、回路基板の生産性を上げることができる。
このペルチェ素子の使用方法において、前記基板は、多孔質性基板であってセラミック
粒子と樹脂とから構成される低温焼成用シートであり、前記機能液は、機能材料として金
属粒子を分散させた液体である。

このペルチェ素子の使用方法によれば、多孔質性基板上に金属膜からなるパターンを綺
麗にしかも短時間に形成することができる。
本発明の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造は、能材料を含む機能液の液
滴を基体に向かって順次吐出させて、前記基体の表面にパターンを形成する液滴吐出ヘッ
ドに設けたペルチェ素子の取付構造であって、前記液滴吐出ヘッドのノズル形成面に、前
記ペルチェ素子の冷却部を当接したことを特徴とする液滴吐出ヘッドに設けた。

本発明の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造によれば、より効率よく、機
能液を冷却することができる。
本発明の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造は、機能材料を含む機能液の
液滴を基体に向かって順次吐出させて、前記基体の表面にパターンを形成する液滴吐出ヘ
ッドに設けたペルチェ素子の取付構造であって、前記液滴吐出ヘッドの移動方向の側面に
前記ペルチェ素子の冷却部を当接し、前記ペルチェ素子の発熱部には、基体に対して熱を
放熱する熱伝導板を連結した。

本発明の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造によれば、機能液を冷却する
ことができるとともに、熱伝導板にてペルチェ素子の発熱部の熱をより効率的に着弾した
液滴の乾燥に寄与させることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。まず、本発明の
回路モジュール１について説明する。
図１において、回路モジュール１には、板状に形成されたＬＴＣＣ多層基板２と、その
ＬＴＣＣ多層基板２の上側にワイヤーボンディング接続された半導体チップ３とが備えら
れている。

ＬＴＣＣ多層基板２は、シート状に形成された複数のＬＴＣＣ基板４の積層体である。
各ＬＴＣＣ基板４は、それぞれガラスセラミック系材料（例えば、ホウケイ酸アルカリ酸
化物などのガラス成分とアルミナなどのセラミック成分の混合物）の焼結体（多孔質性基
板）であって、その厚みが数百μｍで形成されている。

各ＬＴＣＣ基板４には、抵抗素子、容量素子、コイル素子などの各種の回路素子５と、
各回路素子５を電気的に接続する内部配線６と、スタックビア構造、サーマルビア構造を
呈する所定の孔径（例えば、２０μｍ）を有した複数のビアホール７と、該ビアホール７
に充填されたビア配線８と、が形成されている。

各内部配線６は、それぞれ銀や銀合金などの金属微粒子の焼結体であって、本発明の液
滴吐出装置を利用したパターン形成方法によって形成される。
次に、上記ＬＴＣＣ多層基板２を製造するための液滴吐出装置２０について図２〜図５
に従って説明する。図２は、液滴吐出装置２０を説明する全体斜視図である。図３及び図
４、液滴吐出ヘッド３０を説明するための図である。

図２において、液滴吐出装置２０は、直方体形状に形成された基台２１を有している。
基台２１の上面には、その長手方向（Ｙ矢印方向）に沿って延びる一対の案内溝２２が形
成されている。案内溝２２の上方には、案内溝２２に沿ってＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向
に移動するステージ２３が備えられている。ステージ２３の上面には、載置部２４が形成
されて、焼成前のＬＴＣＣ基板４（以下、単にグリーンシート４Ｇという。）を載置する
。載置部２４は、載置された状態のグリーンシート４Ｇをステージ２３に対して位置決め
固定して、グリーンシート４ＧをＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に搬送する。前記ステージ
２３の上面には、加熱手段としてのラバーヒータＨが配設されている。載置部２４に載置
されたグリーンシート４Ｇは、ラバーヒータＨにて所定の温度に加熱されるようになって
いる。

基台２１には、その搬送方向と直交する方向（Ｘ矢印方向）に跨ぐ門型のガイド部材２
５が架設されている。ガイド部材２５の上側には、Ｘ矢印方向に延びるインクタンク２６
が配設されている。インクタンク２６は、機能液としての金属インクＦを貯留して、貯留
する金属インクＦを液滴吐出手段としての液滴吐出ヘッド３０に所定の圧力で供給する。

金属インクＦは、例えば粒径が数ｎｍ〜数十ｎｍの金属微粒子（Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｍ
ｎなどの微粒子）を水系溶媒に分散させた水系金属インクを用いることができる。
金属インクＦの液滴Ｆｂは、加熱されると溶媒あるいは分散媒の一部を蒸発させてその
表面の外縁を増粘させる。外縁の増粘した金属インクＦは、グリーンシート４Ｇの面方向
に沿う自身の濡れ広がりを停止する（ピニングする）。ピニングされた状態（グリーンシ
ート４Ｇに固定された状態）の金属インクＦは、重ね打ちされた金属インクＦと容易に合
一して、ピニングされた領域から溢れて濡れ広がる。

ガイド部材２５には、そのＸ矢印方向略全幅にわたって、Ｘ矢印方向に延びる上下一対
のガイドレール２８が形成されている。上下一対のガイドレール２８には、キャリッジ２
９が取り付けられている。キャリッジ２９は、ガイドレール２８に案内されてＸ矢印方向
及び反Ｘ矢印方向に移動する。

キャリッジ２９には、液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッドという。）３０が配設さ
れている。
図３は、吐出ヘッド３０をグリーンシート４Ｇ側（下側）から見た図であって、吐出ヘ
ッド３０の配置位置を説明するための図であり、図４は、吐出ヘッド３０の内部を説明す
るための要部側断面図である。尚、本実施形態では、説明の便宜上、キャリッジ２９に設
けた吐出ヘッド３０を１つとして説明するが、実際は複数の吐出ヘッド３０が併設されて
いる。

図３及び図４において、吐出ヘッド３０の下側には、それぞれノズルプレート３１が備
えられている。ノズルプレート３１の一側面であって、グリーンシート４Ｇと相対向する
側面には、グリーンシート４Ｇと略平行のノズル形成面３１ａが形成されている。ノズル
プレート３１は、グリーンシート４Ｇが吐出ヘッド３０の直下に位置するとき、ノズル形
成面３１ａとグリーンシート４Ｇとの間の距離（プラテンギャップ）が所定の距離（例え
ば、６００μｍ）に保持されている。

図３において、ノズルプレート３１には、Ｙ矢印方向に沿って配列された複数のノズル
Ｎからなる一対のノズル列ＮＬが形成されている。一対のノズル列ＮＬには、それぞれ１
インチ当たりに１８０個のノズルＮが形成されている。なお、図３では、説明の都合上、
一列当りに１０個のノズルＮのみを記載している。

一対のノズル列ＮＬでは、Ｙ矢印方向から見て、一方のノズル列ＮＬの各ノズルＮが、
他方のノズル列ＮＬの各ノズルＮの間を補間する。すなわち、吐出ヘッド３０は、Ｙ矢印
方向に、１インチ当りに１８０個×２＝３６０個のノズルＮを有する（最大解像度が３６
０ｄｐｉである）。

図４において、吐出ヘッド３０の上側には、流路としての供給チューブ３０Ｔが連結さ
れている。供給チューブ３０Ｔは、Ｚ矢印方向に延びるように配設されて、インクタンク
２６からの金属インクＦを吐出ヘッド３０に供給する。

ノズルＮの上側には、供給チューブ３０Ｔに連通するキャビティ３２が形成されている
。キャビティ３２は、供給チューブ３０Ｔからの金属インクＦを収容して、対応するノズ
ルＮに金属インクＦを供給する。キャビティ３２の上側には、上下方向に振動してキャビ
ティ３２内の容積を拡大及び縮小する振動板３３が貼り付けられている。振動板３３の上
側には、ノズルＮに対応する圧電素子ＰＺが配設されている。圧電素子ＰＺは、上下方向
に収縮及び伸張して振動板３３を上下方向に振動させる。上下方向に振動する振動板３３
は、金属インクＦを所定サイズの液滴Ｆｂにして対応するノズルＮから吐出させる。吐出
された液滴Ｆｂは、対応するノズルＮの反Ｚ矢印方向に飛行して、グリーンシート４Ｇの
上面（吐出面４Ｇａ）に着弾する。

吐出ヘッド３０のＸ矢印方向及び反Ｘ矢印方向の側面３０ａ，３０ｂには、ペルチェ素
子ＰＴがそれぞれ取着されている。各ペルチェ素子ＰＴは、その冷却部ＰＴａが吐出ヘッ
ド３０の側面３０ａ，３０ｂと向き合うように当接するように取着されている。従って、
各ペルチェ素子ＰＴの発熱部ＰＴｂは、外側に面することになる。各ペルチェ素子ＰＴの
発熱部ＰＴｂには、熱伝導板４０が連結されている。熱伝導板４０は断面Ｌ字状に形成さ
れ、その連結部４０ａと放熱部４０ｂを有し、その連結部４０ａがペルチェ素子ＰＴの発
熱部ＰＴｂに接着されている。熱伝導板４０の放熱部４０ｂは、グリーンシート４Ｇと平
行になるように、連結部４０ａの下端から側方に延出し形成されている。そして、グリー
ンシート４Ｇと放熱部４０ｂのグリーンシート４Ｇと相対向する面との間の距離は、ノズ
ル形成面３１ａとグリーンシート４Ｇとの間の距離（プラテンギャップ）より短くなるよ
うに設定されている。

従って、各ペルチェ素子ＰＴは、冷却部ＰＴａにて吐出ヘッド３０の両側面３０ａ，３
０ｂを冷却する。また、各ペルチェ素子ＰＴは、冷却部ＰＴａの冷却による発熱部ＰＴｂ
からの発熱が熱伝導板４０の連結部４０ａを介して放熱部４０ｂから放熱される。このと
き、熱伝導板４０の放熱部４０ｂは、グリーンシート４Ｇに近接しているため、放熱部４
０ｂから放熱で、グリーンシート４Ｇ（吐出面４Ｇａ）は加熱される。

次に、上記液滴吐出装置２０の電気的構成について図５に従って説明する。
図５において、制御装置５０は、ＣＰＵ５０Ａ、ＲＯＭ５０Ｂ、ＲＡＭ５０Ｃなどを有
している。制御装置５０は、格納された各種データ及び各種制御プログラムに従って、ス
テージ２３やキャリッジ２９の往復動処理、吐出ヘッド３０の液滴吐出処理、ペルチェ素
子ＰＴの駆動処理などを実行する。

制御装置５０には、各種操作スイッチとディスプレイを有した入出力装置５１が接続さ
れている。入出力装置５１は、液滴吐出装置２０が実行する各種処理の処理状況を表示す
る。入出力装置５１は、内部配線６を形成するためのビットマップデータＢＤを制御装置
５０に入力する。

ビットマップデータＢＤは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて各圧電素子ＰＺの
オンあるいはオフを規定したデータである。ビットマップデータＢＤは、吐出ヘッド３０
（各ノズルＮ）の通過する描画平面（吐出面４Ｇａ）上の各位置に、それぞれ液滴Ｆｂを
吐出するか否かを規定したデータである。すなわち、ビットマップデータＢＤは、吐出面
４Ｇａに規定された内部配線６の目標形成位置に液滴Ｆｂを吐出させるためのデータであ
る。

制御装置５０には、Ｘ軸モータ駆動回路５２が接続されている。制御装置５０は、駆動
制御信号をＸ軸モータ駆動回路５２に出力する。Ｘ軸モータ駆動回路５２は、制御装置５
０からの駆動制御信号に応答して、キャリッジ２９を移動させるためのＸ軸モータＭＸを
正転又は逆転させる。

制御装置５０には、Ｙ軸モータ駆動回路５３が接続されている。制御装置５０は、駆動
制御信号をＹ軸モータ駆動回路５３に出力する。Ｙ軸モータ駆動回路５３は、制御装置５
０からの駆動制御信号に応答して、ステージ２３を移動させるためのＹ軸モータＭＹを正
転又は逆転させる。

制御装置５０には、ヘッド駆動回路５４が接続されている。制御装置５０は、所定の吐
出周波数に同期させた吐出タイミング信号ＬＴをヘッド駆動回路５４に出力する。制御装
置５０は、各圧電素子ＰＺを駆動するための駆動電圧ＣＯＭを吐出周波数に同期させてヘ
ッド駆動回路５４に出力する。制御装置５０は、ビットマップデータＢＤを利用して所定
の周波数に同期した吐出制御信号ＳＩを生成し、吐出制御信号ＳＩをヘッド駆動回路５４
にシリアル転送する。ヘッド駆動回路５４は、制御装置５０からの吐出制御信号ＳＩを各
圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換する。ヘッド駆動回路５４は、制
御装置５０からの吐出タイミング信号ＬＴを受けるたびに、シリアル／パラレル変換した
吐出制御信号ＳＩをラッチし、吐出制御信号ＳＩによって選択される圧電素子ＰＺにそれ
ぞれ駆動電圧ＣＯＭを供給する。

制御装置５０には、ラバーヒータ駆動回路５５が接続されている。制御装置５０は、駆
動制御信号をラバーヒータ駆動回路５５に出力する。ラバーヒータ駆動回路５５は、制御
装置５０からの駆動制御信号に応答して、ラバーヒータＨを駆動してステージ２３に載置
したグリーンシート４Ｇを予め定めた温度になるように加熱制御する。本実施形態では、
予め定めたグリーンシート４Ｇの温度は、吐出ヘッド３０から吐出される時の金属インク
Ｆの温度以上かつ金属インクＦに含まれる液体組成の沸点未満（液体組成中の最も沸点の
低い温度未満）の温度となるように制御されている。

制御装置５０には、ペルチェ素子駆動回路５６が接続されている。制御装置５０は、ペ
ルチェ素子駆動回路５６に対応する駆動制御信号をペルチェ素子駆動回路５６に出力する
。ペルチェ素子駆動回路５６は、制御装置５０からの駆動制御信号に応答して、ペルチェ
素子ＰＴを駆動制御する。本実施形態では、吐出ヘッド３０がＸ矢印方向に往動するとき
、吐出ヘッド３０の反Ｘ矢印方向側の側面３０ｂに取着したペルチェ素子ＰＴを駆動制御
し、吐出ヘッド３０が反Ｘ矢印方向に復動するとき、吐出ヘッド３０のＸ矢印方向側の側
面３０ａに取着したペルチェ素子ＰＴを駆動制御するようになっている。

つまり、吐出ヘッド３０が往動しながら液滴Ｆｂをグリーンシート４Ｇに吐出して行く
とき、吐出ヘッド３０は、反Ｘ矢印方向側の側面３０ｂに取着したペルチェ素子ＰＴにて
冷却される。このとき、グリーンシート４Ｇに着弾した液滴Ｆｂは、後に続いて上方をＸ
矢印方向へ通過して行く熱伝導板４０の放熱部４０ｂからの放熱にて乾燥させられる。反
対に、吐出ヘッド３０が復動しながら液滴Ｆｂをグリーンシート４Ｇに吐出して行くとき
、吐出ヘッド３０は、Ｘ矢印方向側の側面３０ａに取着したペルチェ素子ＰＴにて冷却さ
れる。このとき、グリーンシート４Ｇに着弾した液滴Ｆｂは、後に続いて上方を反Ｘ矢印
方向へ通過して行く熱伝導板４０の放熱部４０ｂからの放熱にて乾燥させられる。

次に、上記液滴吐出装置２０を利用したグリーンシート４Ｇの配線パターンの形成方法
について説明する。
図２に示すように、吐出面４Ｇａが上側になるようにグリーンシート４Ｇをステージ２
３に載置する。このとき、ステージ２３は、グリーンシート４Ｇをキャリッジ２９の反Ｙ
矢印方向に配置する。このグリーンシート４Ｇは、ビアホール７が形成され、そのビアホ
ール７にビア配線８がなされていて、その吐出面４Ｇａに内部配線６を形成するものとす
る。

この状態から、内部配線６を形成するためのビットマップデータＢＤが入出力装置５１
から制御装置５０に入力される。制御装置５０は、入出力装置５１からの内部配線６を形
成するためのビットマップデータＢＤを格納する。

次いで、制御装置５０は、吐出ヘッド３０がグリーンシート４Ｇの所定の直上位置をＸ
矢印方向に通過するように、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してＹ軸モータＭＹを駆動して
ステージ２３を搬送する。そして、制御装置５０は、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してＸ
軸モータＭＸを駆動して吐出ヘッド３０の走査（往動）を開始させる。このとき、制御装
置５０は、ラバーヒータ駆動回路５５を介してステージ２３に設けたラバーヒータＨを駆
動しステージ２３に載置されたグリーンシート４Ｇが所定の温度になるように加熱制御し
ている。

制御装置５０は、吐出ヘッド３０の走査（往動）を開始させると、ビットマップデータ
ＢＤに基づいて吐出制御信号ＳＩを生成して、吐出制御信号ＳＩと駆動電圧ＣＯＭをヘッ
ド駆動回路５４に出力する。すなわち、制御装置５０は、ヘッド駆動回路５４を介して各
圧電素子ＰＺを駆動制御し、内部配線６を形成するための着弾位置に吐出ヘッド３０が位
置するたびに、選択されたノズルＮから液滴Ｆｂを吐出させる。図４に示すように、吐出
される各液滴Ｆｂは、対応する内部配線６を形成するための着弾位置に順次着弾する。

吐出ヘッド３０をＸ矢印方向に往動させているとき、制御装置５０は、吐出ヘッド３０
の反Ｘ矢印方向側の側面３０ｂに設けたペルチェ素子ＰＴを駆動し、吐出ヘッド３０のＸ
矢印方向側の側面３０ａに設けたペルチェ素子ＰＴを休止させる。従って、Ｘ矢印方向に
往動しながら液滴Ｆｂを吐出させているときの吐出ヘッド３０は、側面３０ｂに設けたペ
ルチェ素子ＰＴの冷却部ＰＴａによって冷却される。このとき、グリーンシート４Ｇに着
弾した液滴Ｆｂは、ペルチェ素子ＰＴの発熱部ＰＴｂと連結した熱伝導板４０の放熱部４
０ｂがその直上を通過し、放熱部４０ｂから放熱によって加熱され乾燥が促進される。つ
まり、グリーンシート４Ｇは、ラバーヒータＨとペルチェ素子ＰＴによって加熱されてい
るため、着弾した液滴Ｆｂは直ちに乾燥する。

制御装置５０は、吐出ヘッド３０が、グリーンシート４Ｇの端から端までの走査を完了
すると、すなわち、吐出ヘッド３０をＸ矢印方向に走査（往動）させて、１回目の液滴Ｆ
ｂの動作が完了すると、内部配線６を形成するためのグリーンシート４Ｇ上の新たな位置
に液滴Ｆｂを吐出させるべく、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してＹ軸モータＭＹを駆動し
てステージ２３をＹ方向に所定の量搬送させた後、吐出ヘッド３０を反Ｘ矢印方向に走査
（復動）させる。

吐出ヘッド３０の走査（復動）を開始させると、制御装置５０は、前記と同様にビット
マップデータＢＤに基づいてヘッド駆動回路５４を介して各圧電素子ＰＺを駆動制御し、
内部配線６を形成するための着弾位置に吐出ヘッド３０が位置するたびに、選択されたノ
ズルＮから液滴Ｆｂを吐出させる。

この吐出ヘッド３０を反Ｘ矢印方向に復動させているとき、制御装置５０は、吐出ヘッ
ド３０のＸ矢印方向側の側面３０ａに設けたペルチェ素子ＰＴを駆動し、吐出ヘッド３０
の反Ｘ矢印方向側の側面３０ｂに設けたペルチェ素子ＰＴを休止させる。従って、反Ｘ矢
印方向に往動しながら液滴Ｆｂを吐出させているときの吐出ヘッド３０は、側面３０ａに
設けたペルチェ素子ＰＴの冷却部ＰＴａによって冷却される。このとき、グリーンシート
４Ｇに着弾した液滴Ｆｂは、同様に、ペルチェ素子ＰＴの発熱部ＰＴｂと連結した熱伝導
板４０の放熱部４０ｂがその直上を通過し、放熱部４０ｂから放熱によって加熱され乾燥
が促進される。つまり、グリーンシート４Ｇは、ラバーヒータＨとペルチェ素子ＰＴによ
って加熱されているため、着弾した液滴Ｆｂは直ちに乾燥する。

以後、吐出ヘッド３０を、Ｘ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に往復動させるとともに、ステ
ージ２３をＹ矢印方向に搬送させ、吐出ヘッド３０の往復動中に液滴Ｆｂをビットマップ
データＢＤに基づくタイミングで吐出させる動作を繰り返す。これによって、グリーンシ
ート４Ｇ上には、着弾した液滴Ｆｂによる内部配線６の配線パターンが描画される。

次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、ステージ２３にラバーヒータＨを設け、ステージ２３に
載置したグリーンシート４Ｇを所定の温度に加熱した。従って、吐出ヘッド３０から吐出
されグリーンシート４Ｇに着弾された液滴Ｆｂは、速やかに乾燥される。

（２）上記実施形態によれば、吐出ヘッド３０の側面３０ａ，３０ｂに、ペルチェ素子
ＰＴを、その冷却部ＰＴａが当接するように設けた。従って、グリーンシート４Ｇを加熱
するためのラバーヒータＨの発熱によって吐出ヘッド３０が加熱されても、ペルチェ素子
ＰＴの冷却部ＰＴａによって吐出ヘッド３０は冷却される。その結果、インクＦは加温さ
れ粘性が低下したり、ノズルプレート３１が熱膨張してノズルピッチが変動したり、液滴
吐出ヘッド３０内部に付着した溶液が乾燥したりすることが無い。

（３）上記実施形態によれば、吐出ヘッド３０を冷却するペルチェ素子ＰＴの発熱部Ｐ
Ｔｂに、熱伝導板４０を連結し、熱伝導板４０の放熱部４０ｂをグリーンシート４Ｇに相
対向するように配置した。従って、グリーンシート４Ｇに着弾した液滴Ｆｂは放熱部４０
ｂからの放熱によって加熱され、乾燥が促進される。

（４）上記実施形態によれば、１つのペルチェ素子ＰＴにて、グリーンシート４Ｇに着
弾した液滴Ｆｂの乾燥速度を上げるための液滴Ｆｂの加熱と、吐出ヘッド３０の冷却とが
実現でき、すなわち、ペルチェ素子ＰＴから発せられる熱も有効に利用するため、部品点
数の低減、省資源化を図り環境にも優しいものとなる。

（５）上記実施形態によれば、着弾する液滴Ｆｂの乾燥にペルチェ素子ＰＴからの発熱
を有効利用するため、ラバーヒータＨの負荷を小さくでき消費電力を抑えることができる
。

（６）上記実施形態によれば、グリーンシート４Ｇはその温度が吐出時の金属インクＦ
の温度以上かつ金属インクＦに含まれる液体組成の沸点未満（液体組成中の最も沸点の低
い温度未満）の温度に、ペルチェ素子ＰＴとラバーヒータＨと協働して加熱制御した。従
って、液滴Ｆｂは、グリーンシート４Ｇ上で突沸することなく直ちに乾燥される。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、Ｘ矢印方向に往動するとき、吐出ヘッド３０の反Ｘ矢印方向側の
側面３０ｂに設けたペルチェ素子ＰＴを駆動させ、反Ｘ矢印方向に復動するとき、吐出ヘ
ッド３０のＸ矢印方向側の側面３０ａに設けたペルチェ素子ＰＴを駆動させた。これを、
移動方向に関係なく常に、両方同時に駆動させて実施してもよい。

・上記実施形態では、ペルチェ素子ＰＴを吐出ヘッド３０の両側面３０ａ，３０ｂに設
けたが、いずれか一方にのみ設けて実施してもよい。
・上記実施形態では、ペルチェ素子ＰＴを吐出ヘッド３０の側面３０ａ，３０ｂに設け
たが、図６に示すように、ノズルプレート３１に取着するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ラバーヒータＨでグリーンシート４Ｇを加熱したが、赤外線ヒー
タ等、その他加熱手段にて加熱してもよい。
・上記実施形態では、乾燥速度を上げるためにラバーヒータＨでグリーンシート４Ｇを
加熱したが、これを省略してペルチェ素子ＰＴのみで液滴Ｆｂ（グリーンシート４Ｇ）を
加熱するようにしてもよい。

・上記実施形態では、機能液を、金属インクＦとして具体化した。これに限らず、例え
ば、液晶材料を含有した機能液に具体化してもよい。つまり、パターンを形成するための
吐出させる機能液であればよい。

・上記実施形態では、基体を、グリーンシート４Ｇに具体化した。これに限らず、例え
は、基体を、ガラス基板、ポリイミド基板、ガラエポ基板などに具体化してもよい。
・上記実施形態では、液滴吐出手段を、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド３０に具体
化した。これに限らず、液滴吐出ヘッドを、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッドに
具体化してもよい。

回路モジュールの側断面図。 液滴吐出装置の全体斜視図。 液滴吐出ヘッドの底面図。 液滴吐出ヘッドの要部側断面図。 液滴吐出装置の電気的構成を説明するための電気ブロック回路図。 別例を説明するための液滴吐出ヘッドの要部側断面図。

符号の説明

４Ｇ…基体としてのグリーンシート、Ｆ…機能液としての金属インク、Ｆｂ…液滴、２
０…液滴吐出装置、３０…液滴吐出ヘッド、５０…制御装置、Ｈ…加熱手段としてのラバ
ーヒータ、ＰＴ…ペルチェ素子、ＰＴａ…冷却部、ＰＴｂ…発熱部。

Claims (8)

1. 機能材料を含む機能液の液滴を基体に向かって順次吐出させて、前記基体の表面にパター
   ンを形成する液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法であって、
   前記ペルチェ素子の冷却部にて、前記液滴吐出ヘッドを冷却し、前記ペルチェ素子の発
   熱部にて、前記基体を加熱させることを特徴とする液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子
   の使用方法。
2. 請求項１に記載の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法において、
   ペルチェ素子は、冷却部をヘッド本体側に当接し、発熱部を液滴吐出ヘッドに対して同
   ヘッドの反移動方向側に配置することを特徴とする液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子
   の使用方法。
3. 請求項２に記載の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法において、
   前記ペルチェ素子の冷却部はノズルプレートに当接したことを特徴とする液滴吐出ヘッ
   ドに設けたペルチェ素子の使用方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法にお
   いて、
   前記基体は、その表面温度が吐出時の機能液の温度以上かつ機能液に含まれる液体組成
   の沸点未満の温度に、前記ペルチェ素子又は前記ペルチェ素子とその他加熱手段と協働し
   て加熱されることを特徴とする液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１に記載の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法にお
   いて、
   前記基体は回路素子を実装するとともにその実装した回路素子に対して電気的に接続さ
   れた配線が形成される基板であり、
   前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴を吐出させて前記基板上に前記配線のパターンを形成
   するものであることを特徴とする液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法。
6. 請求項５に記載の液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法において、
   前記基板は、多孔質性基板であってセラミック粒子と樹脂とから構成される低温焼成用
   シートであり、
   前記機能液は、機能材料として金属粒子を分散させた液体であることを特徴とする液滴
   吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の使用方法。
7. 機能材料を含む機能液の液滴を基体に向かって順次吐出させて、前記基体の表面にパター
   ンを形成する液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造であって、
   前記液滴吐出ヘッドのノズル形成面に、前記ペルチェ素子の冷却部を当接したことを特
   徴とする液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造。
8. 機能材料を含む機能液の液滴を基体に向かって順次吐出させて、前記基体の表面にパター
   ンを形成する液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造であって、
   前記液滴吐出ヘッドの移動方向の側面に前記ペルチェ素子の冷却部を当接し、前記ペル
   チェ素子の発熱部には、基体に対して熱を放熱する熱伝導板を連結したことを特徴とする
   液滴吐出ヘッドに設けたペルチェ素子の取付構造。

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